(57)【要約】  回路パターンが形成された試料基板を試料ステージに載置し、試料ステージを所定方向に移動させ、試料ステージの移動と交差する方向にビームを走査させて、試料から発生する二次信号を検査画像として検出することにより回路パターンを検査する回路パターン検査装置において、試料ステージの移動とビームの走査の速度とをパターンが高密度の領域では遅く、パターンが低密度の領域では速くすることにより、検査画像の画像寸法を変えて検査を実行する。これにより、デバイスのパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度で高速に検査することができる。
2011155122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成された試料基板に対して一次荷電粒子線を照射することにより発生する二次電子または後方散乱される反射電子を検出し、当該検出される二次電子または反射電子から得られる画像を用いて前記試料基板上の欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記試料基板を載置し、所定方向に移動させる試料ステージと、
前記試料基板上で、前記一次荷電粒子線を前記試料ステージの移動方向とは交差する方向に走査させ、かつ前記二次電子または反射電子を検出し二次粒子信号として出力する機能を備えた荷電粒子カラムと、
前記荷電粒子カラムおよび試料ステージを制御する制御手段とを備え、
前記試料基板に対する同一の検査シーケンスの中で画素寸法を変えて前記画像を取得することにより、前記試料基板上の位置に応じて画素寸法を変えた検査を実行することを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回路パターン検査装置において、
前記画素寸法を、前記一次荷電粒子線の走査と前記試料ステージの移動とにより形成される走査ストライプ内で変えることを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回路パターン検査装置において、
前記一次荷電粒子線のビーム走査速度を変えることにより、前記画素寸法を変えることを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項４】
請求項２に記載の回路パターン検査装置において、
前記試料ステージの移動速度を変えることにより、前記画素寸法を変えることを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載の回路パターン検査装置において、
前記試料基板上の位置に応じた画素寸法を設定するための設定画面が表示されるコンソール画面を備え、
当該コンソール画面上には、前記回路パターンのレイアウト情報と、当該レイアウト上の領域に応じた回路パターンの粗密情報とが表示されることを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の回路パターン検査装置において、
前記試料基板上の位置に応じた画素寸法を設定するための設定画面が表示されるコンソール画面を備え、
前記試料基板上の一部の回路パターンの画像を事前に取得し、当該取得した画像から推定される、前記回路パターン内の領域に応じた回路パターンの粗密情報を前記コンソール画面に表示することを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載の回路パターン検査装置において、
前記二次粒子信号から二次粒子画像を形成する画像形成手段と、
当該二次粒子画像を参照画像と比較することにより欠陥の有無を判定する比較演算手段とを備え、
前記比較演算手段は、前記二次粒子画像と参照画像に対し、画素寸法を調整するリサンプリングを実行することを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回路パターン検査装置において、
前記比較演算手段は、前記二次粒子画像と参照画像に対し、画素寸法を同一に揃える第１のリサンプリングを実行することを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の回路パターン検査装置において、
前記比較演算手段は、前記二次粒子画像と参照画像の画素寸法を、比較単位毎に同一に揃える第２のリサンプリングを実行することを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路パターン検査装置において、
前記比較演算手段は、
前記位置合わせ後の二次粒子画像と参照画像に対し、画素寸法を比較演算の単位毎に同一に揃える第２のリサンプリングを実行し、
当該第２のリサンプリング実行後の二次粒子画像と参照画像を用いて前記比較演算を行うことを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回路パターン検査装置において、
前記比較演算手段は、
前記第２のリサンプリングを実行する二次粒子画像と参照画像に対し、画素寸法を同一にする第１のリサンプリングを実行し、当該第１のリサンプリングを実行した二次粒子画像と参照画像を用いて前記二次粒子画像と参照画像の位置合わせを実行することを特徴とする回路パターンの検査装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の回路パターン検査装置において、
前記二次粒子画像を参照画像と比較することにより欠陥の有無を判定する比較演算手段を備え、
更に、
前記回路パターン検査装置は、前記試料基板に形成された回路パターンのパターンレイアウト上で、検査を実行しない非検査領域を設定可能であり、
当該非検査領域に対しては前記比較演算を実行しないことを特徴とする回路パターン検査装置。
【請求項１３】
回路パターンが形成された試料基板に対して光を照射して得られる反射光を検出することにより前記試料基板上の欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記試料基板を載置し、所定方向に移動させる試料ステージと、
前記試料基板上で、前記試料ステージの移動方向とは交差する方向に前記光を走査させ、前記反射光を結像させて画像信号として出力する機能を備えた撮像手段と、
前記光の走査と前記試料ステージの移動とにより形成される走査ストライプ内で、画素寸法の異なる画像信号を取得することにより、前記試料基板上の位置に応じて画素寸法を変えた検査を実行することを特徴とする回路パターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置や液晶などの回路パターンを有する基板装置，基板から切出されたチップなどの半導体装置，液晶基板などの各種試料を、電子線あるいはイオンビームなどの荷電粒子線を利用して画像化し、当該画像を処理することで正常なパターンと異なるパターンを持った箇所を欠陥として検出する検査装置およびその検査方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の試料は、半導体プロセス技術を応用した膜形成技術を用いて、半導体基板やガラス基板などの基板上に回路パターンを積層させることにより形成される。各層で発生する欠陥検出のため、荷電粒子線による検査装置、例えば電子線式検査装置や観察装置が従来から使用されている。【０００３】
電子線式検査装置は、検査対象試料に電子線を照射して得られる二次電子画像や反射電子画像などの二次荷電粒子画像を、同一パターンである筈の参照画像と比較し、差が大きい場所を欠陥として判定する装置である。検出した欠陥のウェーハ上の分布を統計的に解析する、又は検出した欠陥の形状，特性を詳細に解析することにより、その欠陥が発生したウェーハの製造時の問題点を分析することができる。【０００４】
上述の電子線式検査装置や観察装置は、高速な検査速度（スループット）が要求される一方、微小な欠陥を高感度に検出する、つまり微小な欠陥を検出できる程度の分解能の画像を撮像することが要求される。検査速度と高分解能撮像は、基本的にはトレードオフの関係にあり、微小な欠陥を検出するために小さな画素サイズの検査画像を取得すると、撮像あるいは欠陥検出のための画像処理に時間を要することとなりスループットが低下する。また、スループットを向上するために画素サイズを大きくすると、画素サイズよりも小さな欠陥に対する検出性能が劣化してしまう。そこで、このトレードオフという縛りのなかで検査スループットと検査感度を両立するための技術が従来から種々工夫されている。【０００５】
例えば、特許文献１には、欠陥の位置ずれ量に方向性がある点に着目し、画像の視野（ＦＯＶ）を位置精度が劣悪な方向に広げる発明、つまり、Ｘ方向とＹ方向のうち位置精度の悪い方向に画素数を増やすことで視野を非等方的に拡大する発明が開示されている。上記発明によれば、位置精度が良い方向へはＦＯＶを拡大せずにすむため、ＦＯＶを等方的に拡大する場合に比べて、画素サイズを小さく保ったまま電子ビームの走査領域の増大を防ぐことができ、従ってスループットの低下を抑制することができる。【０００６】
特許文献２には、速度優先モードと検査感度モードの２つの検査モードを選択可能にしておき、装置ユーザの選択に応じて画素サイズを変える電子線式検査装置が開示されている。検査感度優先モードでは速度優先モード選択時に比べて小さな画素サイズが選択され、逆に速度優先モードでは大きな画素サイズが選択される。【０００７】
また、検査対象として半導体ウェーハを考えた場合、繰り返し周期（ピッチ）が異なる回路パターンがウェーハ上の領域に応じて形成される場合がある。そこで、特許文献３には、検査領域設定時に、異なる領域Ａ，Ｂを指定し、さらに領域Ａ，Ｂの各々の比較ピッチおよび比較方向を検査ファイルに入力することにより、半導体ウェーハ上を電子ビームで走査する１回の一連の検査動作中に、比較ピッチおよび比較方向を変更する電子線式検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１０１２０２号公報（米国特許第７５５４０８２号）
【特許文献２】特開２００９−１９４２４９号公報（米国公開特許２００９／２０８０９２号）
【特許文献３】特開２００６−２１６６１１号公報（米国公開特許２００６／０１７１５９３号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
検査装置が検査対象とする被検査試料、たとえば半導体ウェーハ上に形成される回路パターンは、領域に応じてパターン密度が異なっている。例えばロジックウェーハにおいては、メモリセルパターンが形成された高密度のメモリ領域，直接周辺回路や論理回路などの中密度の基本領域，パターン密度の低いＩＯ回路などのＩＯ領域、パターンの存在しない、又は露光の都合で形成したダミーパターン等の非検査対象領域といった、パターン密度の異なる回路領域が形成されている。ここでパターン密度とは、特定の回路パターンがチップ内のある領域で占める割合を意味し、パターンの細かさを示す指標である。検査領域内でパターンとパターンの間隔（例えば、配線と配線との間隔やホールパターンのピッチなど）が小さければパターン密度は高くなる。パターンとパターンの間隔が小さい領域では、形成されているパターンも細かい、あるいはサイズ（例えば、配線パターンの幅やコンタクトホール，ビアホールの直径など）も小さい場合が多い。パターン密度に替えて、パターンの最小線幅，パターンに含まれるホールの最小径，最小ホール間隔などを密度の指標として用いることもできる。【００１０】
高密度なメモリ領域は微細な欠陥でも致命的な欠陥になるので、高感度検査が求められる。中密度の基本領域，低密度のＩＯ領域はパターンの密度に応じた寸法の欠陥の検出が求められる。パターンの存在しない領域やダミーパターンの領域は多少の欠陥があっても致命的ではない。寧ろ、回路特性に影響を与えない異常が多く存在する可能性すらあり、欠陥検出をしてはならない領域である。【００１１】
このように、検査対象領域のパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度での高速な検査方法とその装置の提供が求められている。【００１２】
さて、従来の電子線式検査装置や観察装置においては、検査対象物の領域に関わらず画素サイズ固定で検査が行われている。すなわち、高密度なメモリ領域に対しても低密度のＩＯ領域に対しても同じ分解能の画像が撮像されている。これは、高感度検査が不必要な領域に対しても高感度検査が必要な領域と同じ分解能の画像を取得していることを意味し、検査スループットの低下を招いていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明は、被検査対象物の領域に応じて画素サイズを変えて画像を取得することにより、従来の課題を解決する。より具体的には、同一の被検査試料の同一の検査シーケンスの中で、被検査試料上のパターン密度に応じて画素サイズを変えて画像を取得することにより課題を解決する。画素サイズを変えるための具体的な方法については、実施例で詳述する。なお、本発明は電子線式の検査装置や観察装置のみならず、光学式の検査装置に適用することも可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、デバイスのパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度での高速な検査方法とその装置を提供できる。パターン密度や特性に合わせて画素寸法を可変して検査を行うため、従来の検査方式と比べると、画像取得・検査に係る時間が大幅に短縮できる。これにより、デバイスのパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度での高速な検査方法とその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】課題を解決するための手段を説明する画素寸法可変の説明図。
【図２】本発明に係る第１の実施例の全体構成図。
【図３】本発明に係る第１の実施例の検査方法の説明図。
【図４】本発明に係る第１の実施例のパターン密度情報変換の説明図。
【図５】本発明に係る第１の実施例の可変画素寸法設定ダイアログの説明図。
【図６】本発明に係る第１の実施例の画素寸法設定方法の説明図。
【図７】本発明に係る第１の実施例のビーム走査方法の説明図。
【図８】本発明に係る第１の実施例のステージ駆動方法の説明図。
【図９】本発明に係る第１の実施例のビーム遅延量の説明図。
【図１０】本発明に係る第１の実施例の欠陥判定方法の全体構成図。
【図１１】本発明に係る第１の実施例の位置合わせリサンプリング説明図。
【図１２】本発明に係る第１の実施例の差画像抽出リサンプリング説明図。
【図１３】本発明に係る第２の実施例の対象とするパターンレイアウト。
【図１４】本発明に係る第２の実施例のステージ駆動方法説明図。
【図１５】本発明に係る第３の実施例の全体構成図。
【図１６】本発明に係る第４の実施例の画素寸法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
はじめに、本発明の基本的な考え方について図１を用いて説明する。
【００１７】
図１（ａ）はロジックウェーハのダイ内部のパターンレイアウト、及び図１（ｂ）はその検査の一例を示した説明図である。ロジックウェーハの場合には、ダイ１のパターンはメモリセル等の高密度領域２、及び論理回路等の中密度領域３，ＩＯ回路等の低密度領域４，ダミーパターン等の非検査領域５で構成される。参照番号７で示される矢印は、ロジックウェーハが載置されるステージの移動および移動方向を示す。このようなレイアウトのダイを検査するには例えば、左端から順次、検査するストライプ領域を設定してダイ全面を検査する。ここで、“ストライプ”とは、被検査対象物を一方向に連続移動させ、この連続移動する試料と交差する方向に電子線あるいはレーザなどの光をスキャンさせて得られる画像信号から形成される連続画像データを意味し、検査前の検査レシピ設定時には、被検査試料上に仮想的にストライプを配置しながら検査領域を設定している。
【００１８】
いま、走査ストライプ６を設定して、ステージ移動７に同期して走査ストライプ６の画像を取得して検査を行うことを考える。高密度領域２は微細画素画像取得８，中密度領域３は小画素画像取得９，低密度領域４と非検査領域５は大画素画像取得１０と、パターンの密度に応じて動的に画素寸法を変更して画像を取得する。ここで、“密度領域”とは“パターン密度領域”と同義である。取得画像は、領域に応じて適切な検査感度を設定して検査を行う。この時に、非検査領域５は欠陥検出を行わない。これにより、高密度領域２では微細長袖画像を取得しているため、微細な欠陥を検出する高感度検査が実現でき、中密度領域３では小画素寸法で検査するために、画素寸法に応じた寸法の欠陥を検出することができる。一方、低密度領域４においては不要に微細な画素で画像取得をしておらず、必要な寸法の欠陥を検出することができる。また、非検査領域５に於いては無意味な欠陥検出はしないことが実現できる。
【００１９】
パターン密度や特性に合わせて画素寸法を可変して検査する方式は、走査ストライプ６の全部を高密度領域の画像取得条件に合わせて検査する従来方式と比べると、画像取得・検査に係る時間が大幅に短縮できる。これにより、デバイスのパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度での高速な検査方法あるいは検査装置が実現できる。
【実施例１】
【００２０】
以下、第１の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。【００２１】
図２は、本実施例の検査装置の構成を示す縦断面図である。本実施例の検査装置は、走査型電子顕微鏡を応用したものであり、主要部は真空容器内に収納されている。これは、半導体ウェーハなどの基板に一次荷電粒子線を照射するためである。本実施例の検査装置は、電子源１０１で発生した一次荷電粒子線１０２を試料台１０９に載置されたウェーハ１０６に照射し、発生する二次電子または反射電子などの二次荷電粒子１１０を検出器１１３で検出して二次荷電粒子信号として信号出力する荷電粒子カラム，上記試料台１０９をＸＹ面内に移動させるＸＹステージ１０７，カラムから出力された二次荷電粒子信号を画像化し、参照画像と比較して信号量に差がある画素を欠陥候補として抽出する欠陥判定部１１７，上述の荷電粒子カラム，ＸＹステージ１０７，欠陥判定部１１７を統括的に制御する全体制御部１１８などにより構成される。ＸＹステージ１０７や試料台１０９は、真空試料室内に保持される。【００２２】
ウェーハ１０６上に一次荷電粒子線１０２のエネルギーを収束させるために、対物レンズ１０４で一次荷電粒子線１０２を細く絞るので、一次荷電粒子線１０２の直径はウェーハ１０６上では非常に小さい。一次荷電粒子線１０２は、偏向器１０３によりウェーハ１０６上の所定領域上に偏向され、ウェーハ１０６上を走査される。走査による移動位置と検出器１１３による二次荷電粒子（二次信号）１１０の検出タイミングとを同期させることで、二次元の画像を形成することができる。【００２３】
次に、ウェーハ１０６の表面には回路パターンが形成されるが、様々な材料で構成されているため、一次荷電粒子線１０２の照射により電荷が蓄積する帯電現象を生じることがある。帯電現象は、画像の明るさを変えてしまったり、入射する一次荷電粒子線１０２の軌道を曲げてしまったりするので、ウェーハ１０６の手前に帯電制御電極１０５を設けて、電界強度を制御するようにしている。【００２４】
ウェーハ１０６の検査の前に、標準試料片１２１に一次荷電粒子線１０２を照射して画像化し、一次荷電粒子線照射位置の座標の校正と、焦点の校正を行う。前述のように、一次荷電粒子線１０２の直径は非常に小さく、偏向器１０３による走査幅もウェーハ１０６の大きさと較べて非常に小さく、一次荷電粒子線１０２により形成される画像は非常に小さい。したがって、検査の前に、ウェーハ１０６をＸＹステージ１０７へ載置したら、光学顕微鏡１２０による比較的低い拡大倍率の画像でウェーハ１０６上に設けられた座標校正用のアライメントマークを検出し、ＸＹステージ１０７を移動させて該アライメントマークが一次荷電粒子線１０２の下に位置付けるようにして、座標の校正を行う。【００２５】
焦点の校正は、ウェーハ１０６の高さを計測するＺセンサ１０８により標準試料片１２１の高さを計測し、次に、ウェーハ１０６に設けられたアライメントマークの高さを計測し、この計測値を用いて、対物レンズ１０４で絞られた一次荷電粒子線１０２の焦点範囲がアライメントマークを含むように、対物レンズ１０４の励磁強度を調整する。【００２６】
ウェーハ１０６で発生した二次信号１１０をできるだけ多く検出する目的で、二次信号用偏向器１１２で反射板１１１に二次信号１１０が多く当るようにし、反射板１１１で発生した第二の二次電子を検出器１１３で検出する。【００２７】
全体制御部１１８は、前述の座標の構成動作，焦点構成動作などを制御する。また、偏向器１０３に対して制御信号ａを送信し、対物レンズに対して励磁電流強度の制御信号ｂを送信する。また、Ｚセンサ１０８から送信されるウェーハ１０６の高さの計測値ｃを受信し、ＸＹステージ１０７を制御する制御信号ｄをＸＹステージ１０７に対して送信する。【００２８】
検出器１１３で検出された信号は、ＡＤ変換器１１５でディジタル信号１１４に変換される。【００２９】
欠陥判定部１１７は、ディジタル信号１１４から画像を生成し、参照画像と比較し、明るさの値に差のある複数の画素を欠陥候補として抽出し、その画像信号と対応するウェーハ１０６上の座標とを含む欠陥情報信号ｅを、全体制御部１１８へ送信する。【００３０】
本実施例の検査装置は、コンソール１１９を備える。コンソール１１９は、全体制御部１１８に接続されており、欠陥の画像がコンソール１１９のスクリーンへ表示されるとともに、全体制御部１１８は、コンソール１１９で入力された検査条件ｆに基づいて、偏向器１０３の制御信号ａ，対物レンズの強度の制御信号ｂ，ＸＹステージ１０７を制御する制御信号ｄを演算する。また、コンソール１１９は、上記検査条件を入力するためのキーボードやポインティングデバイス（マウスなど）が備えられており、装置ユーザは、上記スクリーンに表示されるＧＵＩ画面に対して、上記キーボードやポインティングデバイスを操作して、上記の検査条件を入力する。【００３１】
本実施例の検査装置は、パターン密度情報演算プロセッサ１２２を持ち、コンソール１１９からオペレータが指示することで、設計情報から検査する工程のパターンの密度情報を生成する機能を有している。密度情報演算プロセッサ１２２は、検査動作とは独立に、検査動作中であっても並列に動作することができる。また本実施例の検査装置は、検査対象試料である半導体回路パターンの設計データを格納した設計データサーバ（ＣＡＤサーバ）１３０にネットワークを介して接続されており、必要に応じてＣＡＤサーバ１３０から設計データを取り込むことができる。格納される設計データは、例えばＧＤＳ形式のデータが格納される。従って、密度情報演算プロセッサ１２２は、パターン密度情報を演算するための演算器に加えて、設計データを読み込むためのメモリあるいは二次記憶手段（ハードディスクなど）を備えている。【００３２】
本実施例の密度情報演算プロセッサ１２２は、半導体回路パターンの設計データから検査領域を設定する機能を有している。そこで、検査に先立って、オペレータのコンソール１１９からの指示に応じて密度情報演算プロセッサ１２２で設計情報からパターン情報を抽出する密度情報作成を行う。また、検査に先立って検査条件と検査手順を決めるレシピ作成を行う。【００３３】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）には、夫々、密度情報作成を示すフローチャートと、レシピ作成を示すフローチャートと、設定されたレシピに沿って実行される本検査の手順を示すフローチャートを示す。【００３４】
まず、図３（ａ）のステップ３００において、検査対象試料の配線パターンの設計情報を密度情報演算プロセッサ１２２に読み込まれる。この読み込み動作は装置オペレータの操作あるいはなんらかの指示を契機として開始されるものとする。また、設計情報のフォーマットはＧＤＳ２形式であるものとする。ここで、密度情報変換ステップ３０１で実行される設計情報を密度情報への変換処理について図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。【００３５】
図４（ａ）は、読み込まれる設計情報の論理構成を示す模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されるパターンのレイアウト情報に対応するパターンの密度情報の構成を示す模式図である。周知の通り、半導体デバイスは、半導体基板上に複数のレイヤの回路パターンが積層されることにより形成される。図４（ａ）（ｂ）に示す設計情報は、複数レイヤのうち一つのレイヤ全体の設計情報に対応している。【００３６】
半導体ウェーハ上には同じ回路パターンをもつチップが複数配置される。チップ内のレイアウトは、例えばメモリ領域，周辺回路領域，ＩＯ領域、といった複数の領域に分割され、これらの各領域は更に小さな領域に分類される。例えば、メモリ領域は、メモリマット，メモリセルといったより細かな構成単位に分割することができ、最終的にはメモリセルを構成するトランジスタのゲート電極や配線といった回路パターンを構成する最小構成単位（リソグラフィ時にウェーハに焼き付けられる描画パターンの一つ一つ）まで分割される。従ってレイアウト情報は、図４（ａ）に示されるような階層構造で表現することができる。【００３７】
階層構造の最下位には、上記の最小構成単位である描画データ４０１が位置し、複数の描画データ４０１が纏まってより上位の回路パターンの構成単位を形成する。従って、階層構造の分岐は、下位の構造単位が複数まとまった上位の構成単位を示す。以降の説明では、階層構造の分岐より下の枝葉に相当する構成単位を「部品」と称する。例えば、図４（ａ）に示す階層構造では、描画データが複数まとまって第１階層の部品４０２を構成し、部品４０２が複数纏まって第２階層の部品４０３を構成し、部品４０３が纏まってレイヤ全体の設計情報４０４を構成している。簡単のため、図４（ａ）では、設計情報４０４が３階層で構成されるものとしているが、実際の回路パターンの階層構成はずっと複雑である。【００３８】
図４（ｂ）には、図４（ａ）の階層構造によって示されるレイアウトパターンの一例を示す。左端の図はチップ内レイアウトを示しており、チップ４２０内にメモリ領域４２１，ロジック領域４２２，ＩＯ領域４２３などが形成されている。メモリ領域４２１は、右側の図に示すような複数のメモリマット４２４により構成されている。右端の図は、メモリマット４２４の一部を拡大した図であり、多数のメモリセル４２５が配置された構成を有している。【００３９】
図４（ａ）との対応では、例えば、部品４０３の“メモリマット”が図４（ｂ）のメモリマット４２４に対応し、最下層の描画データ４０１が一つ一つのメモリセル４２５に対応する。メモリセル４２５が多数集まった領域４２６が部品４０２に対応する。【００４０】
各階層の部品には、部品名を示す部品ラベルが付される。例えば、部品４０３の階層（に対応する構成単位）には、“メモリマット”という部品ラベル４０５が付されている。部品ラベル４０６の“ダミー”，部品ラベル４０７の“ＩＯ”，部品ラベル４０８の“ロジック”もある階層に対応する構成単位に与えられる部品ラベルである。部品ラベルは、全階層の構成単位に付される場合もあれば、機能的に意味のある構成単位（機能モジュール；例えば、メモリマットなど）のみに与えられる場合もある。なお、図４（ａ）に示した部品ラベルは直感的にわかりやすい名称で示しているが、実際の設計情報で与えられる部品ラベルは現場設計者しかわからない符丁のような名称で表現される場合が多い。【００４１】
最下層の描画データ４０１には、描画データの外形を現す描画ベクトル情報とそのパターンを形成する半導体製造工程の工程ラベル、および描画データ４０１の位置情報が付随する。工程ラベルは、半導体デバイスの製造プロセス上、どの工程を経過した試料かを示す情報であり、工程ラベルを指定することにより、ウェーハの最表層に形成されているレイヤの設計情報を指定することができる。【００４２】
描画データの位置情報は、より上位の構成単位（の位置情報を示す座標系）の原点位置からの位置情報により表現される。位置情報は、距離と方向を示すベクトル情報で記述されている。また、位置情報は、描画データ４０１だけではなく各階層に対応する構成単位にも与えられており、より上位の構成単位の原点位置からベクトル情報の形で与えられる。従って、各階層を構成する部品の平面的な配置情報は、図４（ａ）に示される階層を密度情報演算プロセッサ１２２が上から順に読み込んでいけば分かることになる。以上の描画ベクトル，工程ラベル，位置の各情報はレイアウト情報の付随情報として設計データサーバ１３０に格納されており、設計情報を密度情報演算プロセッサ１２２に読み込む際に併せて読み込まれる。なお、描画データは階層構造の別の場所と同一のデータを共有していることもある。【００４３】
次に、検査領域のパターン密度を自動計算する手法について図４（ｃ）を用いて説明する。まず、オペレータはＧＵＩ操作により、工程ラベルを指定する。この際、検査したくないパターンの部品ラベル、例えばダミーパターンの部品ラベル４０６をＧＵＩ画面上で指定する。指定された工程ラベルと部品ラベルの情報は、密度情報演算プロセッサ１２２に転送される。【００４４】
密度情報演算プロセッサ１２２は、図４（ａ）に示されるレイアウト情報と、コンソール１１９から転送される工程ラベルと部品ラベルの情報を用いて、検査対象とするチップのレイアウトパターンを一旦描画する。この際、検査したくない部品ラベルは除外してパターンの描画を行う。【００４５】
チップ内のパターン描画が終了すると、図４（ａ）の階層構造の構成単位のパターン密度あるいはパターン密度の代用指標を階層毎に計算する。既にパターンを描画しているので、各階層に対応する部品の占有面積と、部品内部に形成された所定パターンの占有面積は計算できる。例えば、図４（ｂ）に示す領域４２６の占有面積と、領域４２６内に存在するメモリセル全体の占有面積は計算できるので、領域４２６のパターン密度を計算することができる。【００４６】
パターン描画は計算に時間がかかる。また、本実施例の場合、パターン密度の領域毎の正確な値が必要であるわけではなく、検査対象とする部品の画素寸法を決める参照情報としてパターン密度に関連する情報を用いているに過ぎない。従って、実際に描画を行わずに部品の最小線幅からパターン密度に関連する何らかの代用指標を計算しても良い。あるいは、小規模な部品のみ描画を行いパターン密度を計算しても良い。計算された代用指標あるいはパターン密度は、画素寸法の選択肢数と同程度又は数倍程度のカテゴリに分類（ランク付け）し、画素寸法を決める際の参照情報として使用する。以下の説明では、パターン密度の代用指標として、パターンの密度ランクを採用した場合について説明を行う。パターンの密度ランクとは、ある部品（に相当する領域）で使用されているパターンの最小線幅が基準となる線幅（設計情報全体での最小線幅）の何倍であるかを示す量であり、パターンの最小線幅が基準線幅のＮ倍であれば、パターンの密度ランクはＮである。同一の描画データあるいは部品（すなわち同一階層）であって、パターン密度ランクが同一であれば、隣接描画データあるいは部品同士はマージする。【００４７】
以上の計算規則に従って、図４（ａ）に示すレイアウト情報のパターン密度ランクを計算した結果が図４（ｃ）である。メモリマットに対応する部品４１０では、図４（ａ）に示される複数の描画データ４０１はパターン密度ランクが同一であるためマージされ、メモリマット領域内のパターン密度ランク４１４は１となる。ダミーパターンに対応する部品４１１のパターン密度ランク４１４は、計算されていないため０となっている。ＩＯ領域に対応する部品４１２のパターン密度ランクは、４，８となっており、ＩＯ領域が異なる３つの領域から構成されており、各々のパターン密度ランクが４，８，８であることを示している。同様に、ロジック領域に対応する部品４１３のパターン密度ランク４１７は、２，３である。【００４８】
以上の要領で、チップ内のレイアウトパターンを構成する領域毎の密度情報が密度情報演算プロセッサ１２２により計算される。計算された密度情報は、品種・工程毎の密度情報として、密度情報演算プロセッサ１２２あるいは全体制御部１１８に備えられた二次記憶手段に格納される（ステップ３０２）。【００４９】
次に、図３（ｂ）を用いて、検査レシピの設定フローについて説明する。はじめに、全体制御部１１８が、予め作成され記憶されている標準レシピを読み込む。同時に、検査対象であるウェーハ６が検査装置へロードされる。全体制御部１１８は、標準レシピの読み込み処理と、ウェーハ１０６のロードとを、オペレータがコンソール１１９により入力する指令を契機として開始する。ロードされたウェーハ１０６は、試料台１０９に搭載される。【００５０】
次に、全体制御部１１８は、読み込んだ標準レシピに基づいて、電子源１０１へ印加される電圧，対物レンズ１０４の励磁強度，帯電制御電極１０５へ印加される電圧，偏向器１０３へ印加される電流などの光学系条件を設定し、標準試料片１２１の画像に基づき、ウェーハ１０６のアライメントマークを基準とした座標と検査装置のＸＹステージ１０７の座標との間の補正を求めるアライメント条件を設定し、ウェーハ１０６の中の検査対象とする領域を示す検査領域情報を設定し、画像の光量を調整するための画像を取得する座標と検出器１１３の初期ゲインを登録するキャリブレーション条件を設定する。【００５１】
次に、検査感度を設定し（ステップ３１１）、可変画素寸法の設定（ステップ３１２）を行う。可変画素寸法の設定では図５のＧＵＩダイアログ画面が表示される。図５に示すダイアログ画面は、どの部品ラベルに対して割り当てる検査画像の画素寸法とパターン密度ランクを指定するための設定画面である。同一ラベルの部品に対して複数のパターン密度ランクを割り当てるのは、例えば、同一メモリマットであってもサイズの異なるメモリセルパターンが描画される場合があるためである。【００５２】
優先順位順に、上からＧＵＩダイアログ画面は使用するＸ，Ｙ方向の画素寸法５０１と、開始密度ランク５０２と終了密度ランク５０３，部品ラベル５０４の対応関係を指定する。画素寸法はＸ方向とＹ方向の画素寸法が同一である必要は無く、Ｘ，Ｙ独立に設定することができる。密度ランクは開始と終了を指定し、部品ラベルはワイルドカードで指定する。密度ランクが開始密度ランク５０２と終了密度ランク５０３の密度ランクであって、部品ラベルが部品ラベル５０４での指定に一致する密度部品４１０の領域を指定した画素寸法５０１で検査することとする。これ等を設定すると、後で詳細に説明する方法で検査をシミュレーションしてダイアログ上に検査予想時間５０５を表示する。【００５３】
図６を用いて実際に検査する画素寸法の設定方法を説明する。図６は、検査対象とするダイのダイレイアウト上に走査ストライプが重ねて表示された状態を示しており、図６（ａ）には画素寸法の指定画面上に表示される走査ストライプを、図６（ｂ）は、図６（ａ）での画素寸法指定により実際の検査対象上に設定される走査ストライプを模式的に示した図である。ここで、走査ストライプ（以降、ストライプと略）とは、試料ステージを連続的に移動させながら、ステージ移動方向とは交差する方向に荷電粒子ビームを走査することにより形成されるビームの軌跡であり、得られる画像も帯状に細長い形状となる。ステージの移動方向はＹ方向でもＸ方向でもかまわない。【００５４】
図６（ａ）（ｂ）に示されるダイレイアウトは、ダイの一部を拡大表示したものである。走査ストライプの幅は、図３（ｂ）の「一般検査条件」で指定される情報（走査速度，サンプリングクロックなど）を元に全体制御部１１８が自動設定する。また、図６（ａ）に示すストライプは、図５に示したダイアログ画面と共にＧＵＩ画面上に表示される場合もある。図４で説明した通り、検査装置は既に検査対象試料の領域毎の密度情報を把握しており、密度情報と検査で使用する画素寸法との対応は、図５のダイアログ画面で設定済みである。従って、図６（ａ）に示す画面上では、密度ランク（あるいは他の密度情報）に応じて領域が区分された状態のストライプが表示されている。【００５５】
画素寸法が（１０，１０ｎｍ）で検査するよう指定された１０ｎｍ画素指定領域６０１、（２０，２０ｎｍ）の画素寸法で検査するように指定された２０ｎｍ画素指定領域６０２、（３０，３０ｎｍ）の画素寸法で検査するように指定された３０ｎｍ画素指定領域６０３、非検査と指定された非検査指定領域６０４とした場合、Ｘ方向のビームを走査するライン上では同一の画素寸法とし、ラインの切替わりで画素寸法を変更するとして、Ｘ方向の画素寸法指定の一番小さい画素寸法で検査するとする。【００５６】
以上の設定に基づき実際の被検査試料上に設定される画素寸法の割り当ては図６（ｂ）に示す通りである。具体的には、１０ｎｍ画素検査領域６０１を含む領域は１０ｎｍ画素で画像を取得する１０ｎｍ画素検査領域６１１とし、２０ｎｍ画素検査領域６０２を含む領域は２０ｎｍ画素で画像を取得する２０ｎｍ画素検査領域６１２とし３０ｎｍ画素検査領域６０３を含む領域は３０ｎｍ画素で画像を取得する３０ｎｍ画素検査領域６１３とし、いずれでもない場合には、画像取得不要領域６１４とする。非検査を指定された非検査指定領域６０４であって、画像を取得した領域は検査マスク領域６１５とし、画像は取得するが、欠陥判定は行わない領域とする。【００５７】
これら画素寸法の指定と検査画素寸法の領域指定をオペレータにマップ表示して知らせるとともに、該当画素寸法で検査した場合の検査時間の予想を表示し、問題ない場合、可変画素寸法指定を完了する。問題がある場合には、図５のダイアログを表示し、修正を可能とする。【００５８】
次に、検査画素寸法の指定に従ってビームの走査指令を図７を用いて説明する。図７の（ａ）は、１０ｎｍ画素検査領域６１１，２０ｎｍ画素検査領域６１２，３０ｎｍ画素検査領域６１３および画像取得不要領域６１４が配置された走査ストライプ６を示す模式図である。また、図７の（ｂ）は、各サイズの画素検査領域でのビーム走査のＸ方向の偏向量と時間との関係を示す対比図であり、太い実線の直線が各寸法の画素に対するビーム偏向量の時間変化を示す。画素寸法が小さい場合（１０ｎｍ画素検査領域６１１）にはビームをゆっくり走査して、指定された幅の画像を取得する。この場合のビーム速度をＶ、指定幅に対して取得する画素数をＬとする。２０ｎｍ画素ビーム走査７０２ではビームの走査速度を２倍の２Ｖの速度でビームを走査し、Ｌ／２個の画素の画像を取得する。画素寸法が２倍であるので、１／２の画素数で同一の画像幅となる。同様に、３０ｎｍ画素ビーム走査７０３ではビームの走査速度を３倍の速度３Ｖでビームを走査し、Ｌ／３個の画素の画像を取得する。【００５９】
次に、検査画素寸法の指定に従ってステージの走査指令を図８を用いて説明する。図８の（ｂ）には図７（ａ）と同一寸法で指定された検査画素が配置された走査ストライプの模式図を、図８（ａ）には図８（ｂ）で指定された検査画素寸法の画像を取得するためのステージ駆動の制御信号および当該ステージ駆動に対応するＹ方向のビーム偏向量の時間変化図をそれぞれ示す。図８（ａ）のＹ方向のビーム偏向量の時間変化図において、横軸は時間、縦軸はＹ方向のビーム偏向量（ビーム照射位置）を示す。図中、８０５はＹ方向の最大ビーム偏向量を示し、ＦＯＶサイズに等しい。物理的な制約で、ステージ速度は急に変化させることはできず、一定の加速度以下で駆動する必要がある。一方、理想的な理想ステージ移動速度８０１は、１０ｎｍ画素検査領域６１１での速度をステージ速度Ｕ８０２とした場合、２０ｎｍ画素検査領域６１２では画素寸法の２乗に比例した４Ｕ、３０ｎｍ画素検査領域６１３の領域では同様に９Ｕとなる。一定の加速度以下でしか駆動できないので、実ステージ速度８０３の様に駆動することを考える。理想ステージ速度８０１と実ステージ速度８０３の差分はビーム位置を制御して対応する。即ち、Ｙ方向のビーム遅延量（理想ステージ速度に同期する基準位置からのＹ方向の正または負のビーム偏向量）でビームを走査する。実ステージ速度８０３が理想ステージ速度８０１より速い場合にはビーム位置は一定位置で走査することができず、ビーム遅延量８０４を遅延させて走査する、実ステージ速度８０３が理想ステージ速度８０１より遅い場合には、遅延量８０４を挽回する。最大遅延量が電子光学系のＦＯＶ（Field of View）の範囲内であれば画像取得に支障は無い。予め、全体制御部１１８で遅延量がＦＯＶ条件を満足する条件内で最も早い実ステージ速度８０３を演算し、図５の検査予想時間５０５に表示する。【００６０】
ビーム走査遅延量８０４を詳細に図９を用いて説明する。図９は電子光学系の必要な部品とビーム偏向の視野の関係を示した説明図である。電子源１０１からでた一次荷電粒子線１０２はウェーハ６上のビーム照射位置であるビーム遅延量８０５を制御するビーム偏向器１０３とウェーハ６上のビーム径を絞る対物レンズ１０４を介してウェーハ６上に照射する。視野は対物レンズ１０４等の性能で限定される有効な画像を取得できる視野範囲を持っている。ウェーハ６上の視野の一番端の点である視野原点９０１を設定し、視野原点９０１からの遅延量としてビーム遅延量８０４を定義する。視野原点９０１から視野（ＦＯＶ）８０５までの範囲の遅延量であれば画像取得できる。【００６１】
これら、手段で可変画素寸法の設定をし、設定した条件で画像を取得する。取得した画像は、設定した１０ｎｍ画素検査領域６１１，２０ｎｍ画素検査領域６１２，３０ｎｍ画素検査領域６１３に応じて異なる画素寸法を持っている。欠陥判定部１１７での処理を図１０を用いて説明する。欠陥判定は検出した画素寸法が領域によって変わっている検出画像１００１と予め取得した参照画像１００２のずれ量１００３を位置合わせ部１００４で決定し、参照画像１００２をずれ量１００３に応じてシフトした位置合わせ参照画像１００６を画像ずらし部１００５で生成し、検出画像１００１と位置合わせ参照画像１００６の差分画像１００８を差画像抽出部１００７で演算する。差分画像１００８より欠陥の座標・特徴量などの欠陥情報１１６を演算するものである。【００６２】
位置合わせ部１００４の動作を図１１を用いて説明する。位置合わせは同一の画素寸法に揃えて行う必要がある。図１１は同一の画像寸法に揃えるリサンプリング方法の説明図である。１０ｎｍ画素検査領域６１１は３０ｎｍ画素のリサンプリング画像１１０１に、２０ｎｍ画素検査領域６１２は３０ｎｍ画素のリサンプリング画像１１０２を生成する。一般に、画像のリサンプリングはリサンプリング後の画素寸法において意味のある周波数成分のみを残す低周波通過フィルタをかけて画像を間引くことにより行う。リサンプリングにより低周波成分が失われるために、リサンプリングした画像上のメモリマット角，大きな周辺回路パターン角等のそのパターンの周囲に類似パターンの無いユニークなパターンを抽出し、抽出パターンで位置合わせを行う。位置合わせ方法の詳細については従来技術と同一なので説明を省略する。【００６３】
一方、差画像抽出部１００７での差分演算のリサンプリング動作を図１２を用いて説明する。２５６画素角程度の小領域に分割し、分割領域毎に差分を演算する。今、１２０１と１２０２の２箇所の領域を分割領域とした場合、夫々の領域での最小画素寸法にリサンプリング画像１２０３，１２０４を生成して、リサンプリング画像１２０３，１２０４で差画像の抽出をする。差画像の抽出に当たっては、検査マスク領域６１５は差画像をマスクする。差画像の抽出方法の詳細については従来技術と同一なので説明を省略する。【００６４】
これ等により、設定した可変画素寸法での試し検査（図３ステップ３１３）を行い、検査の結果を確認する検査条件確認（ステップ３１４）を行う。検査条件が適切でない場合には感度条件設定（ステップ３１１）、可変画素寸法の設定（ステップ３１２）を設定し、試し検査（ステップ３１３），検査条件確認（ステップ３１４）を行う。これ等により、適切な検査条件を設定し、検査条件をレシピ格納，ウェーハ１０６をアンロードしてレシピ作成を完了する。【００６５】
図３（ｃ）は検査手順を示し、図３（ｂ）で格納されたレシピを読み込み、検査対象のウェーハ１０６を検査装置へロードする。ウェーハ１０６の仕様に応じて、オペレータがコンソール１１９を使用して実際に検査するストライプ検査領域，画素寸法，ライン加算回数等を選択あるいは指定して、光学系条件を全体制御部１１８に設定し、半導体ウェーハ１０６とＸＹステージ１０７の座標合わせのためにアライメントを行い、画像の光量を調整するキャリブレーションを行う。欠陥検査が開始され、指定された検査領域の画像を取得し、画像比較による差を抽出して欠陥候補とする欠陥判定を行う処理と、差画像，比較画像，欠陥候補の代表座標を図示しない記憶装置へ格納する処理という一連の処理が、所定ダイの検査が終了するまで繰り返される。ウェーハ１０６上の設定した最終ダイの検査が終了すると、ウェーハ１０６がアンロードされる。【００６６】
本実施例によると、設計情報に基づき検査画素寸法を切替えているために従来検査とほぼ同一の設定で検査条件の設定ができる特徴がある。【００６７】
また、本実施例によると、設計情報に基づきダミーパターンなどの検査したくない領域を非検査設定しているために、本質的な欠陥のみを抽出できる特徴がある。【００６８】
また、本実施例によるとステージ駆動方向のビーム遅延量を制御しているために、ステージ駆動が理想と異なる場合にも画像取得が可能である特徴がある。【００６９】
また、本実施例によると、ステージ駆動速度を可変し、ビーム遅延量を制御しているために、理想ステージ速度との検査時間の差分が小さい検査が可能である特徴がある。【００７０】
以上、本発明によると、デバイスのパターン密度やパターン特性に応じた適切な感度での高速な検査方法とその装置を提供できる。
【実施例２】
【００７１】
本発明の第２の実施例を図１３，図１４を用いて説明する。第２の実施例の構成は第１の実施例と装置の構成は同一でステージ駆動方法などが異なるのみであるので、異なる部分のみを説明する。【００７２】
図１３は第２の実施例の検査対象とするデバイスのレイアウト例を説明する図である。左側の図１３（ａ）は、実際の検査対象物上のレイアウトを、右側の図１３（ｂ）が検査対象物上にストライプが配置された様子を示す模式図である。ダイ１は高密度領域２と中密度領域３と非検査領域５で構成されている。ストライプ６の部分を検査することを考える。高密度領域２が大部分を占め、中密度領域３等が僅かである場合である。中密度領域は全面画像取得１３０１，非検査領域は未画像取得１３０２，高密度領域はサンプリング画像取得１３０３とする。【００７３】
図１４でサンプリング画像取得とステージ駆動方法を説明する。高密度領域２では一定のライン数（例えば１２８、又は２５６ライン）毎に画像取得領域１４０１と画像非取得領域１４０２を交互に配置する。サンプリングは必ずしも等間隔である必要は無く、高密度領域を一定の割合（例えば２５％、図では６６％となっている）で画像取得するように設定する。【００７４】
画像取得を行わないので、理想ステージ速度はサンプリング率の逆数に比例して高速になり、１４０３から１４０４になる。これにより、実ステージ速度は１４０５と一定速度に設定した場合、ビームの遅延量１４０６は抑制され、ＦＯＶ８０５以下となり画像取得が可能となる。【００７５】
本実施例によると、高密度領域をサンプリング検査とすることで、より高速に検査をすることができる。【００７６】
本実施例によると、ステージを一定速度で駆動しているので、加減速起因の振動を抑制する必要が無く、より低価格の装置構成となる。【００７７】
本実施例の第１の変形例を説明する。荷電粒子線を複数本持つマルチビーム構成とする。本変形例によると、マルチビームの本数分の高速性とサンプリングを含めた画素サイズ可変技術できわめて高速なシステムを構成できる。【００７８】
本実施例の第２の変形例を説明する。欠陥判定方式は参照画像と比較する方式のみならず、繰り返しパターンを仮定したセル比較法、予め取得したゴールデンパターンと比較するゴールデンパターン比較法などを用いる。本変形例によると高感度に欠陥判定が可能なセル比較，ゴールデンパターン検査方法を併用しているのでより高感度な欠陥判定ができる特徴がある。
【実施例３】
【００７９】
次に第３の実施例について図１５で説明する。図１５は第３の実施例の装置構成を示したもので、光学式の検査装置の例である。レーザ光源１４０１（一次荷電粒子線１０２に相当）よりのレーザ光１４０２をポリゴンミラー１４０３で走査し（偏向器１０３のＸ方向走査に相当）、ガルバノミラー１４０４でＹ方向の走査ディレイ量の調整（偏向器１０３のＹ方向走査に相当）を行い、対物レンズ１４０５を介してウェーハ１０６に照射する。発生する散乱光を検出器（センサ）１１３で検出する。対物レンズの励磁調整の代わりにピエゾ素子などで駆動するＺステージ１４０６を持つ。相当する部分の動作を置換することで実施例１、又は実施例２と同一の動作をすることができる。本実施例によると、光学式検査装置で検査の高速となる特徴がある。
【実施例４】
【００８０】
本実施例では、画素の形状が正方形ではなく直方形となるような検査手法について説明する。装置の全体構成および動作は実施例１に示した構成とほぼ同様なので、重複する説明は省略し適宜図２を引用する。【００８１】
図１６（ａ）は、図７（ａ）に示すビーム走査方法（第１の実施例）において、画素寸法をＸ方向のみ変える変形例を示したものであり、ステージ走査方向の画素寸法を最小画素寸法（１０ｎｍ画素）に保ったまま、ビーム走査方向の画素寸法のみを可変にする検査手法を示している。ストライプ内に設定される各検査領域の画素寸法は、検査領域６１１ａが１０ｎｍ画素の検査領域、領域６１２ａが２０ｎｍ画素の検査領域、領域６１３ａが３０ｎｍ画素の検査領域をそれぞれ示している。【００８２】
ビーム走査制御は図７（ｂ）で示した方式と同様で、画素寸法が小さい場合（１０ｎｍ画素の検査領域６１１ａ）にはビームをゆっくり走査して、指定された幅の画像を取得する。この場合のビーム速度をＶ、指定幅に対して取得する画素数をＬとする。２０ｎｍ画素ビーム走査７０２ではビームの走査速度を２倍の２Ｖの速度でビームを走査し、Ｌ／２個の画素の画像を取得する。画素寸法が２倍であるので、１／２の画素数で同一の画像幅となる。同様に、３０ｎｍ画素ビーム走査７０３ではビームの走査速度を３倍の速度３Ｖでビームを走査し、Ｌ／３個の画素の画像を取得する。【００８３】
ビーム走査速度が変わると１ラインの走査に要する時間が変化し、ビーム走査に同期するステージ速度が変わるため、ステージ走査速度も変更する必要がある。そこで、ビーム走査速度に対応させてステージ移動速度も変更する。ステージの走査制御は、図８と類似の方式で実現できるので、以下は数値のみの置き換え部分を説明する。理想ステージ移動速度８０１は１０ｎｍ画素検査領域６１１ａでの速度をＵ（８０２）とした場合、２０ｎｍ画素検査領域６１２ａでは画素寸法に比例した２Ｕ、３０ｎｍ画素検査領域６１３ａの領域では同様に３Ｕとなる。すなわち、最小画素寸法での検査領域におけるステージ移動速度を単位速度として、最小画素寸法に対する目的画素寸法の比を係数として、単位速度に掛算した値を目的画素寸法でのステージ移動速度とすればよい。その他の制御は図８と同一である。以上説明したビーム走査制御ないしステージ走査制御は、全体制御部１１８により実行される。【００８４】
図１６(ｂ)は、図１６（ａ）とは逆に画素寸法をＹ方向のみ変えた場合の、各画素寸法の検査領域のストライプ内での配置を示したもので、ビーム走査方向の画素寸法を最小画素寸法である１０ｎｍ画素に保ったまま、ステージ走査方向の検査画素寸法を可変にした場合の配置を示す。ストライプ内に設定される各検査領域の画素寸法は、検査領域６１１ｂが１０ｎｍ画素の検査領域、領域６１２ｂが２０ｎｍ画素の検査領域、領域６１３ｂが３０ｎｍ画素の検査領域をそれぞれ示している。【００８５】
図１６(ｂ)に示す場合はビーム走査方向の画素寸法は同一であるので、図１６(ａ)に示す場合とは異なりビーム走査方向への画素寸法に応じた制御は必要ない。一方、ステージの走査速度は画素寸法に応じて制御する必要があり、図１６(ａ)の場合と同様、最小画素寸法での検査領域におけるステージ移動速度を単位速度として、最小画素寸法に対する目的画素寸法の比を係数として、単位速度に掛算した値を目的画素寸法でのステージ移動速度に設定して制御する。具体的には、理想的な理想ステージ移動速度８０１は１０ｎｍ画素での検査領域６１１ｂでの速度をＵ（８０２）とした場合、２０ｎｍ画素検査領域６１２ｂでは画素寸法に比例した２Ｕ、３０ｎｍ画素検査領域６１３ｂの領域では同様に３Ｕとなる。その他の制御は図８と同一である。以上説明したステージ走査制御は、全体制御部１１８により実行される。【００８６】
本実施例の構成によれば、ステージ走査方向，ビーム走査方向の制御が簡素化され、より安価な構成で検査装置を実現できる特徴が有る。【００８７】
尚、詳細な説明は省略するが、ビーム走査方向、又はステージ走査方向の画素寸法を固定するのではなく、ビーム走査方向とステージ走査方向の画素寸法を異なる値に設定することも同様に実現できる。本変形によると、画素寸法に対する自由度が上がり、よりフレキシブルな検査が可能となる特徴が有る。同様に、画素寸法は整数倍のみで説明したが、ビーム走査方向の幅を実質的に同一に保つ制約下で任意の画素寸法、例えば、１０ｎｍ，１１ｎｍ，１２ｎｍなどの設定をすることも出来る。本変形例によると、細かく画素寸法を変更しているので、より最適な欠陥検出感度と検査速度のトレードオフを設定できる特徴が有る。また、図１６（ａ）（ｂ）では、ビーム走査速度およびステージ走査速度を最小画素寸法を基準として制御する手法について説明したが、ＸＹいずれかの方向の画素サイズを最大画素寸法に固定あるいは任意の寸法に固定して、他の方向の画素寸法を可変にする制御も可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  ダイ
２  高密度領域
３  中密度領域
４  低密度領域
５  非検査領域
６  走査ストライプ
７  ステージ移動
８  微細画素画像取得
９  小画素画像取得
１０  大画素画像取得
１０１  電子源
１０２  一次荷電粒子線
１０３  偏向器
１０４  対物レンズ
１０５  帯電制御電極
１０６  ウェーハ
１０７  ＸＹステージ
１０８  Ｚセンサ
１０９  試料台
１１０  二次荷電粒子
１１１  反射板
１１２  二次信号用偏向器
１１３  検出器
１１４  ディジタル信号
１１５  ＡＤ変換器
１１６  欠陥情報
１１７  欠陥判定部
１１８  全体制御部
１１９  コンソール
１２０  光学顕微鏡
１２１  標準試料片
１２２  密度情報演算プロセッサ
１３０  設計データサーバ
３０１  密度情報変換ステップ
３１１  検査感度設定ステップ
３１２  可変画素寸法設定ステップ
３１３  試し検査ステップ
３１４  検査条件確認ステップ
４０１  描画データ
４０２，４０３  部品
４０４  設計情報
４０５  部品ラベル（メモリマット）
４０６  部品ラベル（ダミー）
４０７  部品ラベル（ＩＯ）
４０８  部品ラベル（ロジック）
４１０  部品（メモリマット）
４１１  部品（ダミー）
４１２  部品（ＩＯ）
４１３  部品（ロジック）
４１４，４１５，４１６，４１７  パターン密度ランク
４２０  チップ
４２１  メモリ領域
４２２  ロジック領域
４２３  ＩＯ領域
４２４  メモリマット
４２５  メモリセル
４２６  領域
５０１  画素寸法
５０２  開始密度ランク
５０３  終了密度ランク
５０４  部品ラベル
５０５  検査予想時間
６０１  １０ｎｍ画素指定領域
６０２  ２０ｎｍ画素指定領域
６０３  ３０ｎｍ画素指定領域
６０４  非検査指定領域
６１１  １０ｎｍ画素検査領域
６１２  ２０ｎｍ画素検査領域
６１３  ３０ｎｍ画素検査領域
６１４  画像取得不要領域
６１５  検査マスク領域
７０１  １０ｎｍ画素ビーム走査
７０２  ２０ｎｍ画素ビーム走査
７０３  ３０ｎｍ画素ビーム走査
８０１  理想ステージ移動速度
８０２  ステージ速度Ｕ
８０３，１４０５  実ステージ速度
８０４，１４０６  ビーム遅延量
８０５  ＦＯＶ
９０１  視野原点
１００１  検出画像
１００２  参照画像
１００３  ずれ量
１００４  位置合わせ部
１００５  画像ずらし部
１００６  位置合わせ参照画像
１００７  差画像抽出部
１００８  差分画像
１１０１  リサンプリング画像（３０ｎｍ）
１１０２  リサンプリング画像（２０ｎｍ）
１２０１  １０ｎｍ画素領域
１２０２  ２０，３０ｎｍ画素混在領域
１２０３  １０ｎｍ画像
１２０４  ２０ｎｍリサンプリング画像
１３０１  全面画像取得
１３０２  未画像取得
１３０３  サンプリング画像取得
１４０１  レーザ光源
１４０２  レーザ光
１４０３  ポリゴンミラー
１４０４  ガルバノミラー
１４０５  対物レンズ
１４０６  Ｚステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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